Pirats Bestiarium:Gemeiner Rückenschwimmer (Notonecta glauca)


Gemeiner Rückenschwimmer (Notonecta glauca Linnaeus, 1758)


Namensbedeutung. Als Linnaeus den Gemeinen Rückenschwimmer beschrieb, verwies er mit dem Gattungsnamen auf den in den meisten europäischen Sprachen gebräuchlichen Namen für diese Art: Notonecta bedeutet nichts anderes als „Rückenschwimmer“. Glauca bedeutet im Altgriechischen „blaugrün“ oder „blaugrau“. Ich bin nicht völlig sicher, aber möglicherweise bezog Linnaeus den Artnamen auf die oft grünliche Färbung von Thorax-Schild und Teilen des Kopfes.

Synonyme. Nepa notonecta, Notonecta fabricii, Notonecta octopunctata.

Verwandtschaftsbeziehungen. Animalia; Eumetazoa; Bilateria; Protostomia; Ecdysozoa; Panarthropoda; Arthropoda; Euarthropoda; Mandibulata; Pancrustacea; Hexapoda; Insecta; Dicondylia; Pterygota; Metapterygota; Neoptera; Eumetabola; Paraneoptera; Hemiptera; Heteroptera; Nepomorpha; Notonectidae; Notonecta.

Der Gemeine Rückenschwimmer ist der erste hier vorgestellte Vertreter der Paraneoptera, einer vielgestaltigen Insektenlinie, die die Schwestergruppe zu den am weitesten abgeleiteten Insekten, den Holometabola (zu denen Käfer, Schmetterlinge, Fliegen, Wespen, Bienen, Ameisen gehören, also die meisten der den meisten gut bekannten Insekten). Beide Gruppen zusammen bilden die Eumetabola, die die stärker abgeleitete Schwestergruppe zu den Polyneoptera darstellen, von welchen wir bereits den St.-Helena-Riesenohrwurm (Labidura herculeana)  kennengelernt haben. Innerhalb der Paraneoptera bilden die Hemiptera eine stark abgeleitete Gruppe, deren Vertreter durchweg stechend-saugende Mundwerkzeuge besitzen. Allerdings sind die Verwandtschaftsverhältnisse innerhalb der Hemiptera nicht restlos geklärt – trotz intensiven auch jüngerer Untersuchungen mit Hilfe DNA-Analysen. Es ist noch nicht ganz geklärt, ob die Wanzen (Heteroptera), zu denen der Gemeine Rückenschwimmer gehört, eine stark abgeleitete Gruppe innerhalb der Hemiptera sind oder zu einer basaleren Abzweigung gehören, die dem Gros der restlichen Hemiptera gegenübersteht. Ersteres ist die schon eher traditionelle Auffassung, letzteres legt eine Studie von 2012 nahe. Diese Studie von Nan Song und Kollegen kommt aber auch zu dem Schluss, dass die Nepomorpha, zu denen verschiedene Linien von Wasserwanzen gehören, einen ziemlich stark abgeleiteten Zweig der Wanzen bilden. Dies widerspricht jedoch bisherigen Analysen, darunter einer nur wenige Monate jüngeren eines chinesischen Forscherteams um Min Li. Deren Ergebnis: Die Nepomorpha stellen die basalste Abzweigung der Wanzen dar. Ich tendiere dazu, mich dieser Auffassung anzuschließen, und das aus zwei Gründen: Das Team um Li arbeitete bei der Analyse mit mehr Genen, während Songs Team lediglich mit einem Gen die Analysen durchführte. Und außerdem wird die Hypothese, dass die Nepomorpha die basalste Gruppe sind durch den Fossilbericht gestützt: zu den ältesten Wanzenfossilien gehören Vertreter der Nepomorpha. Der Fossilbericht reicht fast 250 Millionen Jahre zurück. Damit ist der Gemeine Rückenschwimmer ein Vertreter einer schon rechten alten Abstammungslinie.

Verbreitung. Der Gemeine Rückenschwimmer ist eine weit verbreitete Art. Er besiedelt große Teile Europas, Russlands bis ins zentrale und östliche Sibirien, den Mittelmeerraum inklusive des nördlichsten Afrikas, des Nahen Ostens und der Türkei, den Iran und im Osten findet man ihn bis Indien und China. In den Alpen findet man Gemeine Rückenschwimmer bis in 1800 m Höhe. Interessant sind zum Teil die Ränder des Verbreitungsgebietes: Auf den Britischen Inseln ist die Art in England und Wales häufig, kommt auch in Schottland recht oft vor, besiedelt dort sogar die Hebriden und die Orkney-Inseln (nicht jedoch die Shetlands!), aber in Irland ist die Art selten. In Norwegen findet man die Art eher in den flacheren und südlicheren Landesteilen, die Population bei Trondheim wurde durch den Menschen dorthin verschleppt. Doch in jüngerer Zeit wurde beobachtet, dass der Gemeine Rückenschwimmer seine Verbreitungsgrenze hier selbsttätig nach Norden vorschiebt. Dies könnte durchaus mit leicht steigenden Temperaturen im Zuge des gegenwärtigen Klimawandels zusammenhängen.




Bild 1: So sieht man den Gemeinen Rückenschwimmer meistens: Mit der Unterseite nach oben. Gut erkennbar die drei Beinpaare und vorne auf der Kopfunterseite der nach hinten geklappte kurze Stechrüssel. Quelle: Wikipedia / Holger Gröschl


Eine Wanze. Der Gemeine Rückenschwimmer ist eine Wanze – aber eine, die sich an ein Leben im Wasser angepasst hat. Nichtsdestotrotz besitzt der Gemeine Rückenschwimmer Merkmale, die ihn eindeutig als Vertreter der Wanzen kennzeichnen. Die wichtigsten davon betreffen die Kieferwerkzeuge und die Flügel und seien hier kurz skizziert.

Insekten haben ursprünglich beißende Mundwerkzeuge, wie man sie zum Beispiel beim St.-Helena-Riesenohrwurm kennt. Die Mundwerkzeuge sind stark umgewandelte frühere Gliedmaßenpaare. Im Wesentlichen bestehen sie aus vier Komponenten: Das einteilige Labrum (Oberlippe), welches den Mundbereich nach oben begrenzt; die paarigen und nicht weiter gegliederten Mandibeln (Oberkiefer), die die Hauptarbeit beim Festhalten und Zerteilen der Nahrung leisten; die ebenfalls paarigen und meist gegliederten Maxillen (Unterkiefer), die die Nahrung noch weiter zerkleinern und in den Schlund schieben; das deutlich gegliederte Labium (Unterlippe), welches den Mundbereich nach unten begrenzt. Dieses Muster ist nun bei Wanzen massiv abgeändert. Sie bilden hier einen langen Rüssel und funktionieren nicht mehr als Beißwerkzeuge, sondern als Stech-und Sauginstrumente. Im Ruhezustand ist der Rüssel auf der Kopfunterseite zurückgeklappt. Der Aufbau des Rüssels macht deutlich wie stark das Grundmuster der Mundwerkzeuge abgewandelt wurde: Das Labium (Unterlippe) bildet eine lange, maximal viergliedrige Röhre. Auf deren Oberseite ist eine Längsrinne ausgebildet, die am Ansatz vom Labrum abgedeckt wird. In dieser Rinne liegen die Mandibeln, die zu langen Stechborsten umgebildet sind, mit scharfen Zähnchen an der Spitze, und die wiederum die Maxillen umgeben. Diese sind auf eine sehr komplexe Art so miteinander verfalzt und zusammengefügt, dass sie eine Doppelröhre bilden. Eine Röhre dient als Speichelkanal, der andere als eigentlicher Nahrungskanal.

Ebenfalls sehr typisch ausgebildet sind der Brustbereich (Thorax) und die Flügel der Wanzen. Der Thorax besteht aus drei Segmenten, wie bei Insekten üblich (jedes dieser Segmente trägt ein Beinpaar, daher die drei Beinpaare bei Insekten). Das vorderste Segment trägt bei den Wanzen auf der Rückenseite einen großen Schild, das Pronotum. Das mittlere Segment trägt ebenfalls ein kräftiges, aber kleineres Schild, das Scutellum, welches sich dreieckig nach hinten erstreckt. Die Flügel setzen ebenfalls am Thorax an (wie bei allen Insekten am mittleren und hinteren Segment des Thorax). Die Hinterflügel sind dünnhäutig und im Ruhezustand unter den Vorderflügeln zusammengefaltet. Die Vorderflügel der Wanzen jedoch sind für diese Gruppe sehr charakteristisch und werden als Halbdecken (Hemielytren) bezeichnet. Das für sie charakteristische: Die vordere Hälfte der Vorderflügel ist dick und ledrig, lediglich die hintere Hälfte besteht aus einem dünnen Häutchen. Die ledrige Hälfte ist noch klar in verschiedene Bereiche strukturiert – das vordere Drittel wird als Clavus bezeichnet, der mittlere Teil als Corium und die Abgrenzung zu dem häutigen Teil trägt die Bezeichnung Cuneus. Dies sei hier nur der Vollständigkeit halber erwähnt. Wichtig ist, dass diese Hemielytren sehr charakteristisch für Wanzen sind und entsprechend auch beim Gemeinen Rückenschwimmer auftreten.

Der Gemeine Rückenschwimmer hat einige dieser Merkmale für ihn typisch ausgebildet. Die Flügel sind in Ruhelage dachartig über dem Hinterleib angeordnet, wodurch die Rückenseite ein wenig wie die Unterseite eines Bootes geformt ist. Das Pronotum oder Halsschild besitzt eine rundliche Vorder-und eine gerade Hinterkante. Das daran anschließende Scutellum reicht mit seiner Spitze bis zum Ende des Clavus-Abschnitts der Vorderflügel. Die Färbung ist sehr variabel. Der Hinterleib ist braun oder schwarz, die sonstige Grundfärbung ist beige oder gelblich bis hin zu leicht rötlich oder grünlich. Häufig ist eine dunklere, manchmal schwarze Fleckung. Das Scutellum ist stets schwarz gefärbt. Ob die variable Färbung die Einteilung in Unterarten rechtfertigt ist umstritten. Es wurden mehrere Unterarten im Laufe der Zeit beschrieben, aber kaum eine davon wird heute anerkannt. Derzeit findet sich in der Literatur lediglich die Unterteilung in die Nominatform Notonecta glauca glauca und die andere Unterart N.g. poissoni. Letztere soll etwas größer als die Nominatform sein und ein dunkles Band quer über die Hemielytren aufweisen. Demnach soll N.g.poissoni den nahöstlichen Teil des Verbreitungsgebietes bis Indien besiedeln.

Gemeine Rückenschwimmer sind bis zu 16 mm lang und wiegen 100-150 mg. Im Folgenden soll auf die bemerkenswerten Anpassungen an das Leben im Wasser eingegangen werden.




Bild 2: Wo ist oben, wo ist unten? Ein Gemeiner Rückenschwimmer von vorne, oben sieht man das Spiegelbild an der Unterseite der Wasseroberfläche! Quelle: Wikipedia /E.van Herk.


Im Wasser. Der Gemeine Rückenschwimmer verbringt die meiste Zeit seines Lebens im Wasser. Dafür haben sie verschiedene Merkmale entwickelt, die sie zu agilen und schnellen Jägern in diesem Medium machen. Die Tiere bewegen sich meist in Rückenlage dicht unter der Wasseroberfläche. Die dachförmig gewölbte Rückenseite und die flache Bauchseite haben in dieser Lage den Effekt, dass die Rückenschwimmer tatsächlich ähnlich wie ein Boot durch das Wasser gleiten können. Den Antrieb bildet das dritte Beinpaar. Während die ersten beiden Beinpaare noch relativ normal gestaltet sind, ist dieses stark verlängert, ein wenig abgeflacht und wird durch Borsten, die sich im Wasser entfalten, verbreitert. Dadurch wirken diese langen Beine, die weit abgespreizt werden können, wie Ruder. Die Tiere können aber natürlich nicht nur direkt unter der Wasseroberfläche schwimmen, sondern auch tiefer abtauchen.

Andere Anpassungen sind weniger offensichtlich, aber nicht weniger wichtig für das Leben im Wasser. Sie betreffen die Atmung und die Schwimmeigenschaften, die Sinneswahrnehmung und den Salzhaushalt des Gemeinen Rückenschwimmers.




Bild 3: Die Rückseite des Gemeinen Rückenschwimmers. Quelle: http://www.maurer-ulrich.de/ fotografiert von Ulrich Maurer im Jahre 2010.


Hydrophobe Oberflächen. Der Gemeine Rückenschwimmer stammt von an Land lebenden Insekten ab. Er besitzt also keine Kiemen oder dergleichen. Wie alle Insekten besitzt auch diese Art nur Tracheen, ein System aus Röhren, das von der Körperoberfläche ins Körperinnere zieht und als Atemorgane dient. Dieses System ist aber rein auf Luftatmung ausgelegt. Demzufolge muss der Gemeine Rückenschwimmer sich auch unter Wasser mit Luft versorgen. Die Lösung – die Tiere nehmen einen gewissen Luftvorrat mit unter Wasser. Auf der Unterseite des Hinterleibs sind zwei Rinnen ausgebildet, die dicht mit kleinen Härchen besetzt sind. In diesen Rinnen wird stets ein Luftvorrat festgehalten. Ist er verbraucht, frischen die Rückenschwimmer den Vorrat an der Wasseroberfläche auf. Sie hängen dann in einer schrägen Lage, Kopf nach unten, mit den Beinen und der Spitze des Hinterleibs verankert, an der Unterseite der Wasseroberfläche. Die beiden Luftrinnen an der Körperunterseite sind nicht der einzige Körperteil, der durch feine Härchen wasserabweisende (hydrophobe) und lufthaltende Eigenschaften aufweist. Forschungen haben gezeigt, dass auch andere Körperteile des Gemeinen Rückenschwimmers Mikrostrukturen aufweisen, die für extrem hydrophobe Eigenschaften sorgen. 2011 veröffentlichte eine Gruppe deutscher Forscher aus Bonn, Kiel und Rostock eine genauere Studie zu diesem Punkt.

Für diese Studie arbeitete eine ungewöhnliche Kombination an Forschern zusammen: Biologen mit dem Schwerpunkt Botanik aus Bonn, Zoologen mit dem Schwerpunkt Biomechanik aus Kiel und Physiker mit dem Schwerpunkt Strömungsmechanik aus Rostock. Die Beteiligung der Botaniker erklärt sich daraus, dass hydrophobe Oberflächen bereits gut aus der Botanik bekannt sind. Nun wurden sie beim Gemeinen Rückenschwimmer untersucht. Untersucht wurden die Unterseite des Hinterleibs (abgesehen von den beiden Rinnen, in denen der Luftvorrat untergebracht ist), die Unterseite und die Oberseite der Hemielytren (also der Vorderflügel). Hydrophob waren alle diese Oberflächen, aber zu unterschiedlichen Graden. Ursache dafür waren unterschiedliche Mikrostrukturen. Diese wurden in ihrem Aufbau mit Hilfe eines Raster-Elektronen-Mikroskops untersucht. Die Bauchplatten des Hinterleibs (abdominale Sternite genannt) besitzen relativ lange, kräftige Haare, als Setae bezeichnet, die ein wenig nach hinten gerichtet sind. Um sich einen Begriff von der Größe dieser Haare zu machen: Sie sind etwa 51 Mikrometer lang und nur 2,3 Mikrometer dick – das sind 0,051 mm und 0,0023 mm! Wie ein kleiner Wald bedecken sie die Oberfläche der Sternite. Auf der Unterseite der Vorderflügel findet sich ein anderes Bild. Auch hier ist eine Bedeckung aus kleinen Härchen vorhanden, aus denen gelegentlich einzelne etwas größere Härchen hervorschauen. Aber diese Härchen sind noch kleiner als die Setae und werden als Microtrichia bezeichnet. Sie sind nicht einmal 2 Mikrometer (0,002 mm) hoch und damit kürzer als die Setae dick sind und besitzen selbst nur eine ungefähre Dicke von rund 0,3 Mikrometer (0,0003 mm)! Die Oberseite der Vorderflügel zeigt dann wiederum ein anderes Muster. Hier treten wieder Microtrichia auf und dazu noch Setae, von diesen aber direkt zwei verschiedene Typen! Der eine Setae-Typus ähnelt dem von der Körperunterseite – lang, spitz zulaufend und stärker aufgerichtet. Die Länge beträgt 85 Mikrometer (0,085 mm) und die Dicke etwa 3 Mikrometer. Der andere Setae-Typus ist dicker und besitzt eine keulenförmige Form, außerdem ist er deutlich geneigt und horizontal nach hinten gerichtet. Dabei ist die Länge mit 95 Mikrometern größer, die Dicke beträgt 3,4 Mikrometer. Bereits diese beiden Setae-Typen bilden eine zweistöckige Bedeckung der Flügeloberfläche. Nun kommt noch ein drittes Stockwerk an der Basis der Setae in Form von Microtrichia hinzu. Diese sind etwas länger und dicker als auf der Flügelunterseite – mehr als 2 Mikrometer lang und 0,38 Mikrometer dick.

Diese Oberflächenstrukturen halten in unterschiedlichen Graden eine dünne Luftschicht auf der Körperoberfläche des Gemeinen Rückenschwimmers fest, wie die Forscher durch praktische Experimente herausfanden. Am schlechtesten gelingt das den nur aus Microtrichia bestehenden Unterseiten der Vorderflügel. Hier kann die Luftschicht zeitweise gar nicht gehalten werden, vor allem wenn das umgebende Wasser etwas stärker vorbeiströmt. Die nur aus Setae gebildete Oberflächenstruktur der Bauchplatten des Hinterleibes hält die dünne Luftschicht schon besser – teilweise mehrere Tage lang, aber bei starken Strömungsverhältnissen kann sie teilweise verloren gehen und muss beim lebenden Tier vermutlich erneuert werden. Besonders interessant war aber das Verhalten der Oberseite der Hemielytren: Die Kombination aus zwei verschiedenen Setae und Microtrichia hält die dünne Luftschicht auf der Oberfläche im Experiment bis zu 130 Tage lang und auch noch bei Fließgeschwindigkeiten von 5 Metern pro Sekunde. Diese Luftschicht setzt den Reibungswiderstand der Flügeloberfläche stark herab. Für einen im Wasser lebenden Jäger wie den Gemeinen Rückenschwimmer ist das ein unschätzbarer Vorteil – er gleitet leichter durch das flüssige Medium und kann damit höhere Geschwindigkeit bei geringerem Energieverbrauch erreichen.

Die Erforschung solcher hydrophober Oberflächen im Tierreich ist nicht nur aus Spaß an der Freude. Solche Oberflächenstrukturen können von großem Interesse für die Industrie sein: gelingt es sie nachzuahmen, sind in verschiedenen Industriezweigen verschiedenste Anwendungen denkbar und langfristig natürlich auch im Alltag – überall dort, wo wasserabweisende Oberflächen benötigt oder von Nutzen wären.


NotonectaglaucaHydrophobeOberflchen

Bild 4: Rasterelektronen-Mikroskop-Aufnahmen von Oberflächenstrukturen beim Gemeinen Rückenschwimmer. A: Oberfläche der Bauchplatten (Sternite) des Hinterleibs mit Setae. B: Die Setae aus A noch stärker vergrößert. C: Die Unterseite des Vorderflügels. D: In der stärkeren Vergrößerung von C erkennt man die vielen Microtrichia. E: Die Oberseite des Vorderflügels. Sofort erkennbar sind die beiden Typen von Setae. F: Die noch stärkere Vergrößerung von E macht auch die vielen kleinen Microtrichia an der Basis der Setae erkennbar. Quelle: Ditsche-Kuru et al. 2011.


Sinneswahrnehmung. Gemeine Rückenschwimmer sind aktive Jäger. Sie jagen andere kleine Wasserorganismen wie zum Beispiel Mückenlarven oder noch kleinere Käfer, packen sie mit ihren beiden vorderen Beinpaaren und saugen sie mit ihrem Stechrüssel aus. Für einen so aktiven Jäger, der seine Beute mit schnellen, ruckartigen Schwimmbewegungen überrascht, ist jedoch eines wichtig: Die Beute rechtzeitig und zuverlässig wahrzunehmen.

Gemeine Rückenschwimmer haben ein bemerkenswertes System entwickelt, um Beute zu finden: Sie reagieren auf Wasserbewegungen. In ihrer Ruheposition hängen die Tiere kopfüber an der Wasseroberfläche, wobei sie diese mit ihren Gliedmaßen und der Spitze des Hinterleibs berühren. In dieser Position können sie auch die geringsten Wellenbewegungen wahrnehmen und zwar Mittels Sinnes-und Tasthärchen an den Gliedmaßen und eben an der Spitze des Hinterleibs. Das Zusammenspiel dieser Sinneshärchen ermöglicht einem Rückenschwimmer eine ziemlich gute Ortung potentieller Beute. Die Härchen sind unterschiedlich sensitiv: Die Sinneshaare an den Gliedmaßen nehmen nur Wellen mit einer niedrigen Frequenz bis 50 Hz wahr, während die Sinneshaare am Hinterleib Frequenzen ab etwa 50 Hz aufwärts wahrnehmen. Wenn der Rückenschwimmer nur mit einer dieser Sinneshaar-Gruppen Wellen im Wasser wahrnimmt, weil diese eine Frequenz haben, die nur mit einer dieser Härchengruppen wahrgenommen werden kann, wird dies entweder nicht zur Kenntnis genommen oder führt nur dazu, dass das Tier sich ein Stück weit in die Richtung der Wellenquelle orientiert, um sich die Sache näher zu besehen. In Fällen, in denen eine Bedrohung möglich erscheint, tauchen die Rückenschwimmer ab und suchen Deckung zwischen Wasserpflanzen. Die Quelle der Wellen kann dann alles Mögliche sein: Regentropfen, leblose im Wasser dümpelnde Gegenstände oder andere Rückenschwimmer. Wenn jedoch die Wellen eine Frequenz um die 50 Hz haben, die sowohl die Sinneshaare an den Beinen wie am Hinterleib wahrnehmen können, dann weiß der Rückenschwimmer: Beute in der Nähe! Durch den zeitlichen Unterschied, mit dem die Wellen auf die verschiedenen Sinneshärchen (an den verschiedenen Beinen und am Hinterleib) auftreffen, können die Rückenschwimmer die ungefähre Position der Beute bestimmen. Mit raschen Schwimmbewegungen begeben sie sich dann ans Ziel und versuchen ihre Beute zu packen. Es ist in der Tat so, dass in Frage kommende Beutetiere praktisch alle Wellen im Wasser verursachen, die eine Frequenz haben, die beide Gruppen von Sinneshaaren reizt! Dies wurde unter anderem experimentell nachgewiesen. Andere Rückenschwimmer verursachen eine andere Frequenz, können von ihren Artgenossen also von potentieller Beute unterschieden werden. Einzige Ausnahme: Das kleinste Larvenstadium des Rückenschwimmers. Das erste der fünf Larvenstadien verursacht beim Schwimmen Wellen mit der Frequenz vieler Beutetiere. Entsprechend lässt sich auch tatsächlich nachweisen, dass diese Larven öfter mal von erwachsenen Rückenschwimmern erbeutet und ausgesaugt werden – ansonsten scheint es Kannibalismus bei der Art nicht zu geben.

Eine eher untergeordnete Rolle scheinen die kurzen Fühler und kaum sichtbaren zu spielen. Zum Sehen besitzen Gemeine Rückenschwimmer vor allem zwei große Komplexaugen, mit denen sie sich vor allem auf kurze Distanz und während des Fluges orientieren.




Bild 5: Eine Larvenform des Gemeinen Rückenschwimmers, erkennbar an den noch nicht ausgebildeten Flügeln. Quelle: http://www.arnaudtermonia.net



Bild 6: Ein ausgewachsener Gemeiner Rückenschwimmer, aufgenommen in Polen. Quelle: http://www.eu-insekten.de


Wasserregulation des Körpers. Organismen, die viel oder ständig im Wasser leben, müssen immer darauf achten, dass der Salzgehalt in ihrem Körper konstant bleibt – gar nicht so einfach, wenn man bedenkt, dass der Salzgehalt des umgebenden Wassers häufig nicht mit dem des Körpers übereinstimmt und es daher entweder dazu kommt, dass zu viel Wasser aufgenommen oder zu viel Wasser an die Umgebung abgegeben wird. Gerade Tiere, die sekundär wieder ins Wasser zurückgekehrt sind, nachdem sie bereits an ein Leben an Land angepasst waren, müssen diesbezüglich Mechanismen finden.

Das ist beim Gemeinen Rückenschwimmer nicht anders. Frisch geschlüpfte Rückenschwimmerlarven haben zunächst einen sehr hohen Salzgehalt in ihren Körperflüssigkeiten. Um die sogenannte Osmolarität (also den Salzgehalt der Körperflüssigkeiten) auf ein geeignetes Level zu bringen, bevor der Körper durch Osmose zu viel Wasser aufnimmt, besitzen gerade Rückenschwimmerlarven am Anfang viele Chloridzellen. Chloridzellen helfen dabei, überschüssiges Salz aus dem Körper abzutransportieren. Später geht die Zahl der Chloridzellen bei den zunehmend ausgewachseneren Rückenschwimmern zurück. Es geht dann darum, dass die Tiere nötige Salze aktiv aufnehmen, um das Level zu halten, außerdem muss der Wassergehalt des Körpers stabil gehalten werden. Über die Körperoberfläche, soweit sie nicht von einem Luftfilm überzogen ist, nehmen die Tiere dann Wasser auf, oft bis zu 7 % des Körpergewichts. Besonders viel Wasser nehmen sie auf diese Weise auf, wenn sie frisch gehäutet sind, da dann die Glieder des Außenskeletts noch weich sind. Um dies zu kompensieren scheiden Gemeine Rückenschwimmer viel Wasser über ihre Nieren aus, gekoppelt an die Ausscheidung des Stoffwechselabfallproduktes Ammoniak.

Nicht nur gute Schwimmer. Gemeine Rückenschwimmer leben in verschiedenen Gewässern, meist langsam fließenden oder stehenden. Wichtig sind eine reiche Vegetation und genügend Sauerstoff im Wasser. Außerdem sollte es reines Süßwasser sein, kein Brackwasser, und das Gewässer sollte nährstoffreich sein, sogar stark eutrophierte Verhältnisse (hoher Phosphatgehalt, hohe Biomasse-Produktion durch Algen, sehr trübes Wasser durch organische Partikel) machen dem Gemeinen Rückenschwimmer nichts aus. Groß müssen diese Gewässer aber nicht sein – auch kleinere Tümpel (egal ob künstlich oder natürlich) können reichen. Sie sind oft sehr zahlreich und mit ihren ruckartigen Schwimmbewegungen an der Wasseroberfläche auffällige Tiere. Allerdings sollte man nicht unbedingt versuchen, sie mit bloßer Hand zu fangen – mit ihrem Rüssel können sie sehr schmerzhaft zustechen. Daher werden diese Wanzen auch „Wasserbienen“ genannt. Der kurze starke Rüssel kann problemlos menschliche Haut durchdringen und der Speichel der Tiere ist toxisch. Als Räuber jagen Gemeine Rückenschwimmer andere Wasserinsekten und deren Larven und manchmal sogar Fischbrut. Daher sind sie in der Fischereiwirtschaft auch als Schädlinge verrufen, gegen die verschiedentlich sogar Insektizide eingesetzt werden.

Aber Gemeine Rückenschwimmer verbringen nicht ihre ganze Zeit im Wasser. Sie sind ausgesprochen gute Flieger. Dadurch können sie problemlos in andere Gewässer übersiedeln und so für die Ausbreitung der Art sorgen. Die Tiere erkennen Wasserflächen ziemlich zuverlässig mit ihren großen Facettenaugen. Diese besitzen in ihrer unteren Hälfte ein Areal mit spezialisierten Rezeptoren (Sinneszellen), die besonders gut bestimmtes Licht wahrnehmen können: Horizontal polarisiertes Licht im Ultraviolett-Bereich. Zur kurzen Erklärung: Licht als Welle schwingt normalerweise in mehreren Ebenen. Polarisiertes Licht schwingt in nur einer bestimmten Ebene – senkrecht oder horizontal. Dieses Phänomen kann bei bestimmten Mikroskopiertechniken zum Beispiel nützlich sein, mit deren Hilfe Materialeigenschaften aufgeklärt werden können (zum Beispiel in der Geologie zur Bestimmung von Mineralien). Jedenfalls werfen Wasserflächen ein Teil des reflektierten Sonnenlichtes als horizontal schwingendes, polarisiertes Licht zurück, das im UV-Bereich sichtbar ist und von dem spezialisierten Bereich der Augen des Rückenschwimmers wahrgenommen wird.

Nehmen Gemeine Rückenschwimmer auf diese Weise Wasserflächen vor und unter sich wahr, löst dies bei ihnen eine typische Verhaltensweise aus: Den sofortigen Landeanflug mit Abtauchmanöver. Dazu bringen die Tiere ihren Körper zunächst in eine aufrechte Position und bremsen ab, dann spreizen sie ihre Schwimmbeine ab und falten die Flügel auf den Rücken. In der letzten Phase kippen sie wieder nach vorne und tauchen dann mit gespreizten Schwimmbeinen und dem Kopf voran ins Wasser ein. Durch den Luftvorrat an der Körperunterseite kriegen sie fast sofort dahingehend Auftrieb, dass die Tiere in Rückenlage kommen.

Auch für die Sicht unter Wasser sind die Augen des Gemeinen Rückenschwimmers gut angepasst. Sie erfassen hier mit einem breiten Streifen von Sinneszellen vor allem das grüne Spektrum des Lichts, wichtig in Gewässern mit viel Wasservegetation, die vor allem die grünen Wellenlängen reflektiert, und die Tiere können auch unter Wasser unterschiedlich (horizontal oder vertikal) polarisiertes Licht unterscheiden. Wie genau ein Rückenschwimmer seine Welt unter Wasser wahrnimmt, können wir Menschen uns wohl nur schwer vorstellen, aber klar ist, dass die Augen des Rückenschwimmers vor allem jene Informationen erfassen, die für die sichere Orientierung des Tieres in Rückenlage unter Wasser wichtig sind.


Notonectaglaucafly

Bild 7: Gemeine Rückenschwimmer sind ausgesprochen gute Flieger, wie hier schön zu sehen ist. Quelle: www.arkive.org / naturepl.com / Kim Taylor.


Lebenszyklus. Gemeine Rückenschwimmer gehören zu den einjährigen Insektenarten – ihre gesamte Lebensentwicklung vollzieht sich also binnen eines Jahres. Die Larven tauchen ab etwa April auf. Die Larven sehen bereits mehr oder weniger wie kleine Versionen der Imagines (der ausgewachsenen Individuen) aus, nur dass sie noch keine entwickelten Flügel haben. Diese werden mit jeder Häutung größer und besser ausgebildet. Insgesamt gibt es im Laufe eines Sommers fünf Larvenstadien. Mit der Häutung nach dem letzten Larvenstadium sind die Tiere ausgewachsen, geschlechtsreif und flugfähig. Ab etwa Juli, spätestens im August, tauchen die Imagines auf. Im Herbst sieht man Gemeine Rückenschwimmer auch am meisten fliegen – in dieser Zeit suchen sie besonders stark nach neu zu besiedelnden Gewässern. Als Imagines überwintern die Rückenschwimmer dann – zurückgezogen im Uferbewuchs und am Grund der Gewässer. Ab Februar oder März lassen sie sich dann wieder blicken. Die Paarung kann kurz vor oder nach der Überwinterung stattfinden. Die Weibchen legen dann im März oder April die Eier. Es sind bis zu 200 Eier pro Weibchen, die von den Tieren mit einem kurzen Legestachel (Ovipositor) in die Stängel von Wasserpflanzen oder andere Pflanzenteile gestochen werden. Die Imagines sterben danach normalerweise bis zum Mai, selten überdauern sie bis zum Juni. Danach nimmt die nächste Generation ihren Platz ein.

 

Literatur.

Bernhardt, K.-G. 1988. Zur Ökologie und Verbreitung der Notonecta-Arten (Notonectidae, Heteroptera) im Ems-und Osnabrücker Land. – Osnabrücker naturwissenschaftliche Mitteilungen 14: 85-90.

Ditsche-Kuru, P., Schneider, E.S., Melskotte, J.-E., Brede, M., Leder, A. & Barthlott, W. 2011. Superhydrophobic surfaces of the water bug Notonecta glauca: a model for friction reduction and air retention. – Beilstein Journal of Nanotechnology 2: 137-144.

Horváth, G. & Kriska, G. 2008. Polarization Vision in Aquatic Insects and Ecological Traps for Polarotactic Insects. – in: Lancaster, J. & Briers, R.A. (eds.). Aquatic Insects – challenges to populations: Proceedings of the Royal Entomological Society’s 24th symposium.

Hungerford, H.B. 1933. The Genus Notonecta of the World (Notonectida; Hemiptera). – The University of Kansas Science Bulletin 21: 5-.195.

Huxley, T. 1998. The Distribution of Aquatic Bugs (Hemiptera-Heteroptera) in Scotland. – Freshwater Forum 11: 2-15.

Kjærstad, G., Dolmen, D., Olsvik, H.A. & Tilseth, E. 2009. The backswimmer Notonecta glauca L. (Hemiptera, Notonectidae) in Central Norway. – Norwegian Journal of Entomology 56: 44-49.

Komnick, H. & Wichard, W. 1975. Chloride cells of larval Notonecta glauca and Naucoris cimicoides (Hemiptera, Hydrocorisae). – Cell and Tissue Research 156, No. 4: 539-549.

Lang, H.H. 1980a. Surface Wave Discrimination Between Prey and Nonprey by the Back Swimmer Notonecta glauca L. (Hemiptera, Heteroptera). – Behavioral Ecology and Sociobiology 6: 233-246.

Lang, H.H. 1980b. Surface wave sensitivity of the back swimmer Notonecta glauca.Naturwissenschaften 67, No. 4: 204-205.

Li, M., Tian, Y., Zhao, Y. & Bu, W. 2012. Higher Level Phylogeny and the First Divergence Time Estimation of Heteroptera (Insecta: Hemiptera) Based on Multiple Genes. – PLoS ONE 7, No. 2: e32152. doi:10.1371/journal.pone.0032152

Melskotte, J.-E., Brede, M., Leder, A., Mayser, M. & Barthlott, W. 2012. Optische Geschwindigkeitsmessungen an Luft-haltenden Deckflügeln des Notonecta glauca.tm – Technisches Messen 79, No. 6: 297-303.

Schwind, R. 1984a. Evidence for true polarization vision based on a two-channel analyzer system in the eye of the water bug, Notonecta glauca. – Journal of Comparative Physiology A 154: 53-57.

Schwind, R. 1984b. The plunge reaction of the backswimmer Notonecta glauca. Journal of Comparative Physiology A 155: 319-321.

Schwind, R., Schlecht, P. & Langer H. 1984. Microspectrophotometric characterization and localization of three visual pigments in the compound eye of Notonecta glauca L. (Heteroptera). – Journal of Comparative Physiology A 154: 341-346.

Song, N., Liang, A.-P. & Bu, C.-P. 2012. A Molecular Phylogeny of Hemiptera Inferred from Mitochondrial Genome Sequences. PLoS ONE 7, No. 11: e48778. doi:10.1371/journal.pone.0048778

Staddon, B.W. 1963. Water Balance in the Aquatic Bugs Notonecta glauca L. and Notonecta marmoreal Fabr. (Hemiptera; Heteroptera). – The Journal of Experimental Biology 40: 563-571.

Wiese, K. 1974. The Mechanoreceptive System of Prey Localization in Notonecta. II. The Principle of Prey Localization. – Journal of comparative physiology 92: 317-325.

Zahradník, J. & Chvála, M. 1991. Insekten. Handbuch und Führer der Insekten Europas. Natur Verlag, Augsburg. (Originalausgabe: 1991, Prag).

http://de.wikipedia.org/wiki/Notonecta_glauca